O enorme detector de neutrinos descobre os primeiros sinais de partículas de estrelas explosivas

Erfahren Sie mehr über die spannende Forschung des Super-Kamiokande-Observatoriums in Japan, das versucht, Neutrinos aus Supernova-Explosionen zu erfassen und so Einblicke in die Physik unter extremen Bedingungen zu gewinnen. Entdecken Sie, wie die Wissenschaftler diese mysteriösen Teilchen fangen und welche neuen Erkenntnisse dies für die Astrophysik bringen könnte.
Descubra mais sobre a emocionante pesquisa do Observatório Super-Kamiokande no Japão, que tenta capturar neutrinos de explosões de supernova e, assim, obter informações sobre a física em condições extremas. Descubra como os cientistas pegam essas partículas misteriosas e que novos conhecimentos poderiam trazer isso para a astrofísica. (Symbolbild/natur.wiki)

O enorme detector de neutrinos descobre os primeiros sinais de partículas de estrelas explosivas

> resolve uma explosão de supernova de . Segundo os físicos, o super-kamiokande do Observatório no Japão agora pode ter um fluxo constante de neutrinos desses desastres Coletar , o que pode chegar a algumas descobertas por ano

this winy subtatarar Do núcleo de colapso da estrela e voar pelo espaço, você pode fornecer informações sobre possivelmente novas físicas que podem ocorrer em condições extremas.

No último neutra 2024 O físico da Universidade de Tóquio, que as primeiras indicações de supernova-neutrinos aparentemente vêm do caos de partículas que o detector de super-kamiokand coleta todos os dias de outras fontes, como raios cósmicos que atingem a atmosfera e a fusão nuclear no sol. O resultado indica que "começamos a observar um sinal", diz Masayuki Nakahata, físico da Universidade de Tóquio e porta-voz do experimento, que é comumente referido como super-K. No entanto, Nakahata alerta que os dados de apoio - coletados por mais de 956 dias de observação - ainda são muito fracos.

partículas fugazes

Os neutrinos são extremamente difíceis de entender. A maioria atravessa o planeta como a luz através do vidro, e Super-K captura apenas uma pequena fração daqueles que a atravessam. No entanto, o detector tem uma boa chance de capturar neutrinos de supernovas, porque o universo deve ser inundado com ele. O colapso de uma estrela libera enormes quantidades dessas partículas (estimadas em cerca de 10^58), que os astrofísicos chamam de fundo difuso de supernova-neutrino.

Até agora, no entanto, ninguém conseguiu demonstrar esse pano de fundo. Os neutrinos eram apenas

Nos anos 2018-2020, o detector Super-K foi submetido a um tanque com 50.000 toneladas de água limpa sob uma rocha de um quilômetro perto de Hida, na ilha central de Honshu, uma atualização simples, mas importante, cujo objetivo era aumentar sua capacidade de distinguir neutrinos da supernova de outras partículas.

Se um neutrino - mais precisamente sua partícula anti, um antineutrino - colide com um próton na água, esse próton pode se converter em algumas outras partículas, um nêutron e um anti -elétron. O anti -elétron cria um flash de luz enquanto se move na água em alta velocidade, e essa luz é capturada pelos sensores que circundam as paredes do tanque. Somente esse flash de luz não pôde ser distinguido com a luz gerada por neutrinos ou antineutrinos de várias outras fontes.

Durante a atualização, os cientistas Super-K Water adicionaram um sal à base de gadolínio. Isso permite que o nêutron seja capturado pelo núcleo do gadolínio no impacto de um antineutrino na água, que libera uma segunda sequência de energia característica. Os físicos super-K que procuram supernova-neutrinos estão procurando uma fila rápida de duas lanternas, uma do anti-elétron e a segunda do nêutron prisioneiro.

Mistérios cósmicos resolver

Nakahata diz que levará vários anos para que sinais de supernova reais surjam claramente, pois os sinais de dupla flash também podem vir de outras fontes de neutrinos, incluindo aquelas causadas por raios cósmicos que atingem a atmosfera. Mas até que o Super-K deve fechar até 2029, ele acrescenta, caso tenha coletado dados suficientes para coletar uma reivindicação sólida.

e , que deve ser concluído por volta de 2027, pode melhorar massivamente os resultados do Super-K. Primeiro, o Hyper-K será preenchido com água pura, mas "todos os componentes do detector são projetados para serem compatíveis com Gadolinium", que mais tarde poderiam ser adicionados, diz Francesca di Lodovico, físico do King's College London e co-spokeswoman para o projeto.

Mostrar que os neutrinos de supernovas distantes que ocorreram em bilhões de anos atrás ainda existiam, confirmariam que os neutrinos são partículas estáveis ​​e não se desintegrariam em mais nada, diz Nakahata. Isso é algo que os físicos suspeitaram há muito tempo, mas não foram provados provar.

A medição de todo o espectro das energias da supernova-neutrinos também poderia fornecer informações sobre quantas supernovas ocorreram em várias épocas da história cósmica, diz Harada. Além disso, poderia revelar quantas estrelas em colapso resultaram em um buraco negro - o que impediria a emissão de neutrinos - em contraste em deixar uma estrela de nêutrons de volta.

Os dados do Super-K ainda são fracos demais para reivindicar uma descoberta, mas a possibilidade de descobrir os neutrinos difusos é "extremamente emocionante", diz Ignacio Tabada, físico do Instituto de Tecnologia da Geórgia em Atlanta e porta-voz da Observatório Icecube-Neutrino do Polo Sul. "Os neutrinos forneceriam uma medida independente para a história da formação de estrelas no universo."